煤矿用窄机身双臂锚杆钻车结构设计与应用

介绍了CMM2-18Y煤矿用窄机身双臂锚杆钻车的组成、工作原理及主要结构设计。通过实际应用证明:该钻车采用两套四连杆式钻臂结构是合理的,两套钻臂各自独立操作、互不干涉,满足了井下全断面锚杆、锚索孔及迎头探测孔的机械化施工要求;同时钻车机身宽度较窄,仅800 mm,且行走部采用可伸缩履带,左、右履带跨距800 mm~1200 mm可调,既能满足开阔空间钻车行走稳定性要求,又能适应狭窄通道,与其他设备错机方便,在小型断面巷道施工方面适应性广,优势明显。

履带式全空间液压钻机的研制及应用

针对现有公路隧道注浆钻机存在施工高度有限、灵活性差、钻孔施工效率低的问题,研制了一种履带式全空间液压钻机,采用有限元方法对钻杆和钻头进行了强度分析,建立数学模型对冲击作用下的钻机进行了稳定性分析,并应用于江西南石壁隧道注浆治理中。研究结果表明:该钻机可在3~9 m内实现隧道内全方位钻孔,主要受力构件满足强度、刚度的使用需求,最大动态稳钻压力作用下,该钻机能保持自身稳定。履带式全空间液压钻机解决了现有隧道注浆钻机施工高度不足、靠孔姿态调整范围小的问题,有效提高了隧道注浆钻孔效率。

煤矿用窄体小型履带式定向钻机

针对现有定向钻机宽度尺寸大,无法在常规进回风巷道进行跨带式输送顺层瓦斯钻孔施工、钻掘交替超前探施工以及其他狭小空间条件下的定向钻进施工等问题,研制开发了宽度仅为0.95 m的窄体履带式定向钻机。介绍了窄体小型履带式定向钻机平台及关键部件小型化的研究,分析总结了钻机液压系统的功能及特点。通过在山西晋城大阳煤矿的煤层陷落柱探查钻孔试验表明:该钻机占用巷道空间小、探查精确、自动化程度高、移孔换位快捷,适合于常规进回风巷道中的定向钻孔施工。

基于新型履带式全液压钻机的螺旋钻进试验研究

采用了新型履带式全液压钻机在阳泉煤业集团二矿进行的煤层螺旋钻进试验,试验表明使用该履带式钻机减少了钻孔的辅助时间,提高了钻孔效率。通过本次试验发挥了钻机及钻具的优势,并总结了螺旋钻进技术一些注意事项。

ZDY4200LS履带式全液压钻车在低位抽放巷的应用研究

介绍ZDY4200LS履带式全液压钻车在河南平宝公司首山一矿己16-17-12061中间抽放巷的应用。研究了煤层赋存条件和顶底板岩性对钻车钻孔施工的影响;钻机设备的功率、钻进深度、钻机最大、最小角度的调整;设备的移动爬行能力在钻机搬运中的优势。该钻车在低位抽放巷能够实现快速钻进瓦斯抽采钻孔,提高钻机台效。

全液压履带钻机改进及在巷道底板锚固中的应用

针对煤矿巷道底板注浆锚固作业速度慢的问题，通过对ZDY1200L型煤矿用全液压履带钻机进行改造，使主轴倾角变化范围改变为-90°-0°，从而满足了底板注浆锚固作业的要求，并在蒋家河煤矿回风大巷进行应用。结果表明：改造后的ZDY1200L型全液压履带钻机给进平稳、速度均衡，整体结构安全可靠，每天钻孔数量为60个，较使用地质钻机每天钻孔30个有了较大提高，底板锚固孔的施工效率显著提高，从而有效提高了底板注浆锚固作业速度。

ZY-850L矿用履带式全方位钻机的研制

针对煤矿井下钻机在进行大倾角钻进时,机架倾角调节困难,易发生倾覆的现象,提出了全方位履带钻机钻孔施工的工艺方法,研制了ZY-850L矿用履带式全方位钻机。详细介绍了钻机的结构特点及主要参数,详细论述了钻机的总体布局、液压系统及关键部件的强度分析。通过实验室及现场应用证明:该钻机满足实际生产要求,尤其在大倾角施工时,操作安全、方便、快捷,为同类钻机设计提供参考和依据。

瓦斯抽采分体式履带钻机的独立行走液压系统设计

常用的煤矿瓦斯抽采分体履带式钻机需用油管将两个履带车体的液压系统连接,在井下行走和在钻场进行移位时操作不方便。为了提高履带行走的便利性,设计了ZDY6500LF型分体履带钻机的液压系统,分析了钻机液压系统的组成和原理。该液压系统具有2个履带车体不需要管路连接而独立行走的特性,到达钻场调整好两履带车体位置,再连接管路进行钻探施工,实现了履带式钻机的分体化液压传动及履带行走的独立控制。通过测试试验验证了液压系统的可靠性,表明该液压系统具备很好的应用价值。

窄体全液压履带钻机的研制与应用

为了快速、高效的在义煤集团等矿区狭窄巷道条件下钻进,在现有履带钻机的基础上研制了窄体全液压履带钻机,并将国产泵、阀在履带钻机上推广应用,配合其它附件进一步提升液压系统的清洁度,延长了液压元件的使用寿命。通过现场工业性实验证明,该窄体全液压履带式钻机能够施工跨带式输送机钻孔和超前探及测压钻孔,对狭窄巷道-90°~90°倾角的多层孔、跨带式输送机本煤层、邻近煤层及穿层孔的施工具有较强的适应性。

ZDY系列履带定向钻机的研制及应用

介绍了定向钻机系列化开发的设计思路和依据,以及ZDY系列履带定向钻机的基本性能参数和主要结构特点。结合煤矿井下岩煤层赋存条件,根据施工高精度轨迹要求的长距离瓦斯抽采定向钻孔的特点,归纳了定向钻机与定向钻进工艺匹配的主要功能。详细论述了总体布局、液压系统、安全防护和零部件关键结构优化设计等关键技术问题。典型生产应用案例分析证明,ZDY系列履带定向钻机可很好地满足实际生产需求。

ZDY3600LQ型全倾角钻机研制

为了减少施工大角度穿层钻孔时钻机角度调节辅助时间和工人劳动强度、提高综合钻进效率,通过对钻机结构功能、液压系统分析和设计,研制了ZDY3600LQ型全倾角钻机,达到了钻机稳固后仰俯角能大范围调节、施工巷道全断面扇形钻孔的目的。通过室内试验表明,新型全倾角钻机仰俯角调节范围大,角度调节方便、快捷,工作时稳定可靠,为煤矿井下大角度穿层钻孔施工提供了一种新装备。

分体式履带钻机的研制与应用

目前常用的分体式钻机和整体式履带钻机存在这样的缺陷:不能将井下机动性高、外形尺寸小、操作人员安全性高等特点融合在1台设备上,使瓦斯抽采钻孔施工效率低,钻机对复杂钻场和矿井条件适应性差。分体式履带钻机是一种新型瓦斯抽采钻孔施工装备,由于采用分体式履带结构,新型钻机外形尺寸小、井下移动灵活,工人可远离孔口和主机对钻孔施工进行控制和操作。结合复杂条件矿井煤/岩层赋存条件与钻场施工条件,通过分析和研究分体式履带钻机的结构特点、主要功能、关键技术和液压系统,设计了适用于不同工况和施工环境的分体式履带钻机系列。工业性试验表明,分体式履带钻机外形尺寸小适中、井下机动性能强、综合钻进效率高、工艺适应范围广,在复杂条件矿井具有良好的应用前景。

煤矿井下全液压履带钻机泵站的设计

以一款煤矿井下全液压履带钻机为研究对象,根据钻机的主要技术参数对电机、液压泵这类提供动力的元件进行计算选型。针对坑道钻机结构紧凑的特点,结合整机的结构对泵站进行合理布局,根据液压泵的参数对油箱的容积、油箱中的液压元件和冷却器进行了计算,最终设计出能够为该钻机安全、可靠提供足够动力的泵站。为煤矿井下全液压履带钻机泵站的设计提供了理论基础。

ZDY4300LP型履带钻机的研制

研制了ZDY4300LP型整体式履带钻机。采用新型结构设计,使得钻机仰俯角调节范围为-50°^+60°,水平开孔高度调节范围为1.35~1.85 m,方位角调节范围为-90°^+90°;为提高钻机打钻效率,设计给进装置的行程为0.95 m;同时考虑到煤矿井下特殊的施工环境,设计了座椅、工具箱以及机车灯组件等配套附件。工业性试验表明,此款钻机具有调角方便快捷、运输方便、操作简便等特点,是一款可满足多种施工需要的新型履带钻机。

窄体定向钻机主轴制动液压系统设计

针对定向钻进施工工艺要求及常见问题,结合窄体式定向钻机结构紧凑、液压系统与其他定向钻机有差异的特点,展开了适合于窄体式定向钻机主轴制动及回转保护液压系统的研究。设计了持续及非持续供油2种形式的制动及回转保护液压系统,通过测试、优化得到了最适合于窄体式定向钻机的方案。通过煤矿现场试验,验证了窄体式定向钻机在长时间持续定向钻进施工过程中的可靠性、稳定性。

窄体履带式定向钻机液压泵站设计计算

以一种窄体履带式定向钻机的液压泵站为研究对象,阐述了电机泵组的设计计算方法、联轴器的选型和装配要求;针对该钻机结构紧凑的特点,结合整机结构布局、液压泵的参数和钻机温升,对油箱的容积和冷却器进行了计算和选型;提出了油液清洁度保障的措施,给出了钻机液压循环油路各种滤油器的安装位置和选型方法,为该钻机液压系统的稳定提供了有力的保障。通过钻机的试验台检测和现场试验表明:设计的液压泵站满足钻机的正常工作且可靠性高。可为定向钻机液压泵站设计计算提供参考。

底抽巷全倾角钻孔钻机及钻进技术

为了提高底抽巷穿层孔施工效率,研制了ZDY3600LQ型履带钻机;针对硬岩地层,开发了液动潜孔锤配PDC钻头的新型高效钻进钻具组合和多动力冲击回转钻进技术。通过试验验证:新型钻机满足底抽巷工况条件下快速移动与稳固、开孔全倾角调节等高效施工要求,新型钻具和钻进技术使硬岩孔段钻进效率提高了39.3%~78.9%,达到了预期研究目标。

窄体式双转盘变幅履带钻机试验研究

针对狭窄巷道钻机施工困难的问题,设计了窄体式双转盘变幅履带钻机,并在淮南张集矿进行了现场工业性试验,对钻机的各项动作及钻进能力进行了验证。试验结果表明,钻机结构紧凑、操纵方便,大幅降低了工人的劳动强度,提高现场钻孔施工效率。

综掘巷道全液压履带钻机的研制与应用

为了解决淮北矿区综掘巷道前探钻孔施工综合钻进效率低的问题,设计了一种适用于综掘巷道使用的大功率履带钻机,研制了具有双转盘结构的履带车体和可伸缩的下稳固装置。通过现场工业性试验证明,该钻机不仅可便捷地在综掘巷道中行走,还可在施工一排前探钻孔时快速移位,对在综掘巷道中施工各类钻孔有着良好的适应性。

钻锚机钻臂动力学仿真分析

基于多体系统动力学理论,建立某型号钻锚机钻臂的动力学模型,应用LMS Virtual.Lab Motion多体动力学仿真模块对钻臂进行了钻进工况下的动力学仿真分析。将钻臂中的拖板作为钻臂多体系统中的柔性体进行了刚柔耦合仿真分析,得出拖板的应力变化规律,实现拖板结构的优化;应用LMS Virtual.Lab AMEsim液压仿真模块联合Motion中的多体动力学模型对钻臂进行机液耦合仿真分析,结果表明,在钻进工况下钻臂主、副给进油缸进出口压力与速度波动在合理范围之内;仿真环境中,钻锚机钻臂举升平稳,钻进正常。仿真分析有效评价了钻锚机钻臂系统动力学特性,为钻臂结构的优化设计提供了参考。